3.3 Métodos de ensaio
3.3.2 Determinação das propriedades físicas e mecânicas do compósito
Os compósitos foram caracterizados quanto a resistência à compressão, módulo de elasticidade, tração por compressão diametral, massa específica, índice de vazios e absorção (imersão e capilaridade), os métodos adotados são descritos a seguir.
3.3.2.1 Resistência à compressão e módulo de elasticidade
O ensaio de resistência à compressão foi realizado de acordo com a ABNT NBR 5739:2007 e para o módulo de elasticidade foi utilizada como referência a ABNT NBR 8522:2008. Esses ensaios foram realizados em corpos de prova cilíndricos de 20 cm de altura e 10 cm de diâmetro, moldados e curados conforme descrito anteriormente. Previamente a execução de ambos ensaios foi realizada a regularização dos corpos de prova com enxofre, operação denominada de capeamento (Figura 28a). Após a regularização os corpos de prova foram posicionados na máquina e ensaiados (Figura 28b). Para esses ensaios foi utilizada a máquina universal de ensaios marca EMIC, modelo DL60000.
Figura 28 – a) Corpos de prova preparados para ensaio; b) Ensaio de compressão finalizado
(a) (b)
Fonte: Autora.
Para a compressão uniaxial foram ensaiados dois corpos de prova para cada tipo de concreto na idade de 7 dias e cinco corpos de prova na idade de 28 dias, e para o módulo de elasticidade foram ensaiados três corpos de prova para cada tipo de concreto apenas aos 28 dias. Os
resultados obtidos para o módulo de elasticidade e resistência a compressão foram dispostos na seção 4.2.2.
3.3.2.2 Resistência à tração por compressão diametral
O ensaio para verificação da resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos de concreto foi realizado segundo os critérios da ABNT NBR 7222:2011.
O corpo de prova cilíndrico deve ser posicionado na máquina de ensaio, de maneira que o plano axial definido por geratrizes diametralmente opostas coincida com o eixo de aplicação de carga. Duas tiras de fibra de madeira foram inseridas entre os pratos da máquina e os corpos de prova em ensaio. Na Figura 29 é ilustrado o procedimento citado.
Figura 29 – Disposição do corpo de prova para o ensaio de compressão diametral
Fonte: ABNT NBR 7222:2011.
A tensão de compressão aplicada produz uma tensão de tração transversal, que é uniforme ao longo do diâmetro vertical conforme pode ser visualizado na Figura 30 (METHA; MONTEIRO, 2008).
Figura 30 - Distribuição da tensão de tração ao longo do diâmetro de um corpo de prova com carregamento
Fonte: Metha e Monteiro (2008).
(1)
Em que fct,sp é a resistência à tração por compressão diametral, expressa com três algarismos significativos (MPa); F é a força máxima registrada na máquina de ensaio em Newtons (N); d é o diâmetro do corpo de prova cilíndrico (mm) e l é o comprimento do corpo de prova cilíndrico (mm).
Para esse ensaio foram utilizados dois corpos de prova cilíndricos de 20 cm de altura e 10 cm de diâmetro para cada tipo de concreto, moldados e curados conforme descrito anteriormente, assim que atingido os 28 dias de idade do concreto. Para esse ensaio foi utilizada a máquina universal de ensaios marca EMIC, modelo DL60000 e os resultados do ensaio estão descritos na seção 4.2.2.
3.3.2.3 Massa específica e absorção de água por imersão
O ensaio para a obtenção da massa específica e absorção de água por imersão do concreto no estado endurecido foi realizado de acordo com a ABNT NBR 9778:2005. Ainda de acordo com essa norma, foi calculado o índice de vazios por imersão e fervura.
Para a realização desse ensaio foram utilizadas duas amostras de cada tipo de concreto. Foram ensaiados, aos 28 dias de idade, dois corpos de prova cilíndricos de 20 cm de altura e 10 cm de diâmetro, moldados e curados conforme descrito anteriormente.
Primeiramente as amostras permaneceram em estufa à temperatura de 105 ± 5 ºC durante 72 horas, após esse período foram retiradas e pesadas, obtendo-se assim a massa seca. Posteriormente as amostras foram imergidas em água por um período de 72 horas. Completada a etapa anterior, os corpos de prova foram dispostos em autoclave que progressivamente foi levada a ebulição, mantida por um período de 5 horas. Aguardou-se até que a água atingisse a temperatura de 23 ºC para então retirar os corpos de prova e registrar a massa em balança hidrostática. Posteriormente os corpos de prova foram secos com um pano úmido e então foi registrada a massa saturada. Foram realizados os cálculos indicados na ABNT NBR 9778:2005 e os resultados foram descritos na seção 4.2.3.
3.3.2.4 Absorção por capilaridade
O ensaio para a determinação da absorção por capilaridade foi realizado de acordo com a ABNT NBR 9779:2012. Foram ensaiados, aos 70 dias de idade, três corpos de prova cilíndricos de 20
l d F fctsp 2 ,
cm de altura e 10 cm de diâmetro para cada tipo de concreto, moldados e curados conforme descrito anteriormente.
Os corpos de prova foram mantidos em estufa à temperatura de 105 ± 5 ºC até a constância de massa (a diferença entre duas pesagens do mesmo corpo de prova entre períodos de duas horas de permanência na estufa não pode exceder 5% do menor valor obtido). Atingida a constância, os corpos de prova foram retirados da estufa e resfriados até a temperatura de 23 ± 2 ºC quando foram pesados. Os corpos de prova foram, então, dispostos sobre suportes em um recipiente preenchido com água até a altura de 5 mm da base inferior (Figura 31a). O nível da água foi mantido constante durante todo o ensaio. Em intervalos de tempo determinados pela ABNT NBR 9779:2012, os corpos de prova tiveram sua massa aferida (Figura 31b). A partir do momento que os corpos de prova entram em contato com a água, a pesagem é realizada após 3 h, 6h, 24 h, 48 h, e 72 h. Na última pesagem, que ocorre quando completadas 72 horas a ABNT NBR 9779:2012 recomenda o rompimento das amostras ensaiadas por compressão diametral, de modo a permitir a anotação da distribuição da água no seu interior. Foram realizados os cálculos dispostos na ABNT NBR 9779:2012, os resultados e fotos demonstrando a distribuição da água no interior dos corpos de prova podem ser visualizados na seção 4.2.3.
Figura 31 – a) Disposição dos corpos de prova para a realização do ensaio de absorção por capilaridade; b) Pesagem do corpo de prova
(a) (b)
C
APÍTULO 4
A
NÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Neste capítulo são abordados os resultados dos ensaios realizados. De forma a facilitar a organização do trabalho os resultados foram subdivididos em resultado no estado fresco, em que foram realizados os ensaios de abatimento e massa específica, e os resultados no estado endurecido. Nos resultados no estado endurecido são primeiramente apresentados os resultados obtidos com o ensaio de retração. Posteriormente são apresentados, os ensaios para determinação das propriedades mecânicas, que são os ensaios de compressão uniaxial aos 7 e 28 dias, o módulo de elasticidade e resistência à tração aos 28 dias, além de ensaios para determinação de algumas propriedades físicas, tais como a massa específica, absorção de água por imersão, índice de vazios e ainda a absorção de água por capilaridade.